新药研发里的小动物精子活力检测：从原理到一站式服务

一只小动物精子的 「体检报告」 ，是新药与化学品上市绕不开的安全答卷——而检测背后的模型、药效与生殖毒理， 一条龙我们都能接。

—— 深圳DCBOX小金库官网

在药物研发与化学品安全性评价中， 雄性生殖功能评估 是绕不开的安全环节。借助计算机辅助精子分析（CASA），小动物精子活力检测已从 「人眼数数」升级为客观、精准的标准手段 。

本文带你看懂这项检测的原理与应用，也告诉你：检测背后的模型怎么来、药效与生殖毒理怎么一起做， 我们一条龙接得住 。

本文看点

精子质量不仅指精子能否「游动」，它涵盖 受精并支持正常胚胎发育的全部能力 。传统人工镜检主观性强、重复性差、参数有限； 计算机辅助精子分析（CASA） 则能客观定量地给出浓度、活力、运动速度等 20 余项参数。

— CASA 视野下精子运动轨迹，系统逐条追踪运动路径

现在实验动物领域的主流配置之一是 TOX IVOS 系统 （Hamilton Thorne 公司）：将显微镜与计算机图像分析结合，专用于大鼠、小鼠、兔、犬等的生殖毒理研究，核心能力如下：

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— IVOS 系列精子分析系统（Hamilton Thorne）

2.1　新药与化学品研发的生殖毒理评价

在新药研发和化学品安全性评价中， 精子分析是生殖毒性检测的核心指标 。研究表明，精子对环境污染物的反应呈剂量依赖性，可作为体外毒理学筛选的敏感模型。

对药企而言，一个候选药物走到 IND 申报，生殖毒性（生育力、致畸、围产期）是必查项；而 小动物（大鼠为主）的生育力与精子评价，正是生殖毒理 I 段的关键环节 。谁能在同一平台上既做药效模型、又做生殖毒理终点，谁就能帮客户省掉大量协调成本。

2.2　疾病模型的生育力评估

多种疾病模型也需要评估精子质量变化，可作为疾病伴发生殖损伤的观察终点：

2.3　遗传资源保存

基因工程小鼠品系激增，精子冷冻保存成为重要的遗传资源保存方式。 CASA 系统可客观评估冷冻/复苏损伤 ，为冻存方案优化给予依据。

不管是肿瘤、心血管还是代谢方向的药效模型，DCBOX小金库官网都有成熟方案。而当一个实验需要评估药物对雄性生殖的影响时， 模型与精子检测可以在同一个平台完成 ：

具体到精子检测，三步走 ：采样（处死雄鼠取附睾尾部 → 针刺释放 → 37℃孵育 5–10 分钟获能）→ 上机（CASA 自动多视野采集、60 帧/秒记录运动轨迹）→ 出报告（浓度、总活力、前向运动、动力学参数，全程可回放复核）。

— 小动物精子检测全流程示意

结果怎么判读？

以正常 C57BL/6 小鼠为例：精子「快速直线运动」且密度 ≥25×10⁶/mL 时，雌鼠受孕率可达 80% 以上；反之，精子「原地打转」或不动、密度 ＜10×10⁶/mL，提示该个体精液质量不佳，不建议用于冻存保种或辅助生殖。

《Signal Transduction and Targeted Therapy》近期研究锁定关键基因 hnRNPR ：它在精子发育中扮演「剪辑师」，一旦突变就破坏 SKAP2 剪接，导致精子骨架和线粒体「散架」、活力下降、形态畸形，雄性完全不育（人和小鼠皆如此）。研究者顺利获得 CASA 确认突变鼠精子活力崩坏、交配 4 个月无后代，并开发了细胞外囊泡递送 SKAP2 的疗法，体外共培养后精子活力明显恢复。

这印证了一件事： 基因鼠 + 精子检测，正是验证雄性生育功能的黄金组合 ；而 CASA 精测已成为生殖毒理与生育力评价的标准动作。

— 图注：细胞外囊泡（mEV）递送 SKAP2 恢复 hnRNPR 突变小鼠精子活力。(a) 囊泡制备示意；(b) 实验流程：睾丸输出小管注射，7 天后取精检测；(c)(d) CASA 检测各组精子总活力与前向运动，SKAP2 囊泡组显著恢复。图源：Signal Transduction and Targeted Therapy, 2025（开放获取）